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1、第四章 机械能和能源第八节 能源的利用与开发粤教版必修粤教版必修2课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解功率的概念并能运用功率的定理解功率的概念并能运用功率的定义式义式PW/t进行有关计算进行有关计算2理解额定功率和实际功率的概念，正确理解理解额定功率和实际功率的概念，正确理解公式公式PFvcos的意义，并能用来解释有关现象的意义，并能用来解释有关现象和进行计算和进行计算3知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体知道什么是瞬时功率和平均功率，会在具体问题中计算瞬时功率与平均功率问题中计算瞬时功率与平均功率4知道什么是能源及其分类且了解新能源的优知道什么是能源及其分类且了解新能源的优点及应用
2、前景点及应用前景.重点难点：重点难点：功率的理解及有关应用功率的理解及有关应用课前自主学案课前自主学案一、如何描述物体做功的快慢一、如何描述物体做功的快慢功功率率是是单单位位时时间间内内_的的多多少少，表表示示物物体体_快快慢慢的的物物理理量量功功率率是是衡衡量量机机械械性性能能的的一一个重要指标个重要指标做功做功做功做功二、怎样计算功率：二、怎样计算功率：1功率功率(1)功率的定义功率的定义功功W跟跟完完成成这这些些功功所所用用时时间间t的的_叫叫功功率率，功率的符号为功率的符号为P.(2)定义式：定义式：P_.比值比值(3)功功率率的的单单位位：在在国国际际单单位位制制中中，功功率率的的单
3、单位位是是_，符号为，符号为W.1W1J/s.技技术术上上常常用用千千瓦瓦(kW)作作为为功功率率的的单单位位，1kW1000W.(4)功功率率的的物物理理意意义义：功功率率是是表表示示物物体体做做功功_的的物物理理量量也也可可以以用用来来描描述述能能量量_的快慢程度的快慢程度(5)功率是标量，只有功率是标量，只有_，没有，没有_瓦特瓦特快慢快慢转化转化大小大小方向方向Fvcos思考感悟思考感悟1汽汽车车在在爬爬坡坡时时，司司机机有有时时要要通通过过换换挡挡来来降降低低车车速速，这这样样能能增增大大牵牵引引力力，这这是是为为什什么么呢呢？如如果果汽汽车车上上坡坡时时仍仍要要保保持持原原来来的的
4、速速度度,司司机机要要加大油门，这又是为什么呢？加大油门，这又是为什么呢？提提示示：换换挡挡控控制制牵牵引引力力F，变变换换油油门门控控制制汽汽车车牵引力的功率牵引力的功率P，而，而PFv，三者相互制约，三者相互制约3额定功率与实际功率额定功率与实际功率机机械械正正常常工工作作时时，允允许许达达到到的的_叫叫做做额额定定功功率率，机机械械_的的功功率率叫叫做做实实际际功功率率机机械械实实际际的的输输出出功功率率(即即实实际际功功率率)应应等等于于或或小小于于额额定定功功率率，在在某某些些情情况况下下，实实际际功功率率也也可可能能略略大大于于额额定定功功率率，但但不不允允许许长长时时间间超超过过
5、额额定定功功率率最大功率最大功率实际运行实际运行思考感悟思考感悟2下下表表所所示示是是某某洗洗衣衣机机铭铭牌牌所所标标注注的的各各项项参参数数从从铭铭牌牌上上可可以以看看出出洗洗衣衣机机在在洗洗涤涤衣衣服服时时的的额额定定功功率率是是_W，在在脱脱水水时时的的额额定功率是定功率是_W.提示：提示：325255全自动洗衣机全自动洗衣机(XQB552155)型号：型号：XQB552155洗涤洗涤/脱水容量：脱水容量：5.5kg额定输入功率：额定输入功率：325W(洗涤洗涤)255W(脱水脱水)最大耗水量：最大耗水量：129L进水口压强：进水口压强：0.030.78MPa净重：净重：29kg外外形形
6、尺尺寸寸：630614940(单单位位：mm)(长长宽宽高高)三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发1能源及其分类能源及其分类(1)概概念念：能能够够提提供供可可利利用用_的的物物质质资资源源，都可以称为能源都可以称为能源(2)分类分类从人类开发能源的历史划分从人类开发能源的历史划分常规能源：煤、石油、天然气等；常规能源：煤、石油、天然气等；新新能能源源：核核能能、太太阳阳能能、风风能能、地地热热能能、海海洋洋能等能等能量能量从使用分类从使用分类一一次次能能源源：未未经经人人工工加加工工的的能能源源，如如煤煤 、石石油油、天天然气、水能、风能、然气、水能、风能、_、海洋能等；、海洋能等；二二
7、次次能能源源：从从一一次次能能源源直直接接或或间间接接转转化化来来的的能能源源如：如：_、氢能、焦炭、氢能、焦炭从能否再生分类从能否再生分类可再生能源：太阳能、海洋能、可再生能源：太阳能、海洋能、_、风能等；、风能等；不可再生能源：不可再生能源：_、_、天然气、核能等、天然气、核能等从从对对环环境境的的影影响响分分类类：清清洁洁能能源源(也也称称“绿绿色色环环保保”能源能源)：太阳能、风能、地热能、海洋能等；：太阳能、风能、地热能、海洋能等；非清洁能源：煤、石油、天然气等非清洁能源：煤、石油、天然气等生物质能生物质能电能电能水能水能石油石油煤煤2能源危机与环境污染能源危机与环境污染(1)能能源
8、源危危机机：能能源源的的需需求求和和供供应应的的矛矛盾盾非非常常突突出出，能源短缺严重能源短缺严重(2)环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难环境污染：给人类的生存环境带来巨大的灾难温温室室效效应应：是是由由于于大大气气中中温温室室气气体体(二二氧氧化化碳碳、甲甲烷烷等等)含含量量增增大大而而形形成成的的主主要要原原因因是是煤煤炭炭和和石石油油的的大量消耗而产生的废气大量消耗而产生的废气酸酸雨雨：大大气气中中的的酸酸性性物物质质，如如二二氧氧化化硫硫、氮氮氧氧化化物物等等，在在降降雨雨过过程程中中溶溶入入雨雨水水，使使其其成成为为酸酸雨雨煤煤炭炭中中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质含有
9、较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质3能能源源的的开开发发：核核能能、太太阳阳能能、水水能能、地地热热能能、生生物质能、海洋能、氢能物质能、海洋能、氢能思考感悟思考感悟3能能源源危危机机和和能能源源的的利利用用对对环环境境所所造造成成的的污污染染已已成成为为人人类类共共同同关关注注的的世世界界性性问问题题，怎怎样样缓缓解解当当前前能能源危机、保护和改善人类生存环境？源危机、保护和改善人类生存环境？提提示示：节节约约能能源源，开开发发可可替替代代煤煤、石石油油、天天然然气气等等常常规规能能源源的的新新能能源源,研研究究清清洁洁能能源源是是缓缓解解当当前前能能源源危机及保护和改善人类生存环境的有效措
10、施危机及保护和改善人类生存环境的有效措施核心要点突破核心要点突破一、对功率的理解一、对功率的理解1平均功率与瞬时功率的比较平均功率与瞬时功率的比较2PFv的理解的理解(1)公式公式PFv中的力中的力F与速度与速度v应共线，若应共线，若v为瞬为瞬时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，时速度，则用此式计算出的功率为瞬时功率，v为为平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率平均速度，则计算的是该段时间内的平均功率(2)用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还用此式计算功率时要明确是哪个力的功率，还是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵是物体所受合力的功率，汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机吊
11、起货物的功率就是钢丝拉引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢丝拉力的功率力的功率(3)PFv中三个量的制约关系中三个量的制约关系定值定值各量间的关系各量间的关系应用应用P一定一定F与与v成反比成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度度v一定一定F与与P成正比成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力输出功率，获得较大牵引力F一定一定v与与P成正比成正比汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以汽车在高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度提高速度特别提醒：特别提醒：(
12、1)若求平均功率，还需明确是哪段时若求平均功率，还需明确是哪段时间内的平均功率，可由公式间内的平均功率，可由公式PFv或或 PW/t 来来计算计算(2)若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应的瞬时功率，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式用公式 PFv来计算如果来计算如果F、v不同向，则投不同向，则投影到相同方向再计算影到相同方向再计算1(单选单选)以下关于功率的说法中正确的是以下关于功率的说法中正确的是( )A据据PWt可知，机器做功越多，其功率就越大可知，机器做功越多，其功率就越大B据据PFv可知，汽车牵引
13、力一定与速度成反比可知，汽车牵引力一定与速度成反比C据据PWt可知，只要知道时间可知，只要知道时间t内机器所做的功，内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D据据PFv可知，发动机功率一定时，汽车的牵可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与运动速度成反比引力与运动速度成反比解析：解析：选选D.由由PWt可知可知P大小取决于大小取决于W与与t的的比值，比值，A错；由此公式只能求平均功率，故错；由此公式只能求平均功率，故C错；错；当功率一定时，由当功率一定时，由PFv可知，牵引力可知，牵引力F与速度与速度v成反比，成反比，B错，错，D对对二、机
14、车启动的两种方式二、机车启动的两种方式1机车以恒定的功率机车以恒定的功率P启动启动机车以恒定的功率启动后，若运动过程所受阻力机车以恒定的功率启动后，若运动过程所受阻力f不变，由于牵引力不变，由于牵引力FPv，随，随v增大，增大，F减小，根减小，根据牛顿第二定律据牛顿第二定律aFfmPmvfm，当速度，当速度v增大增大时，加速度时，加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动直到加速运动直到Ff时，时，a减小至零，此后速减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速直线运动，度不再增大，速度达到最大值而做匀速直线运动，做匀速直线运动的速度是做匀速直线运动的
15、速度是vmaxPf，下面是这个动，下面是这个动态过程的简单方框图这一过程的态过程的简单方框图这一过程的vt关系如图关系如图所示所示2 机车以恒定的加速度机车以恒定的加速度a启动启动由由aFfm知，当加速度知，当加速度a不变时，发动机牵引力不变时，发动机牵引力F恒定，再由恒定，再由PFv知，知，F一定，发动机实际输出功一定，发动机实际输出功率率P随随v的增大而增大，但当的增大而增大，但当P增大到额定功率以增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v继继续增大，牵引力续增大，牵引力F减小，直至减小，直至Ff时，时，a0，车速，车速达到最大值
16、达到最大值vmaxP额额f，此后做匀速直线运动，此后做匀速直线运动在在P增至增至P额额之前，车匀加速运动，其持续时间为之前，车匀加速运动，其持续时间为t0v0aP额额FaP额额( (maf) )a.在在P增增至至P额额之之后后，为为加加速速度度减减小小的的加加速速运运动动直直至至达达到到vmax.下下面面是是这这个个动动态态过过程程的的方方框框图图这这一过程的一过程的vt关系如图所示关系如图所示此此式式中中v0必必定定小小于于vmax，它它是是车车的的功功率率增增至至P额额之之时的瞬时速度时的瞬时速度2(双选双选)(2011 年佛山高一检测年佛山高一检测)如果汽车以额定如果汽车以额定功率功率P
17、由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻由静止出发，沿平直路面行驶，受到的阻力恒为力恒为f，则下列判断正确的是则下列判断正确的是( )A汽车行驶的最大速度为汽车行驶的最大速度为vmPfB汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动C汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动匀速运动D汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后汽车先做匀加速运动，再做匀减速运动，最后做匀速运动做匀速运动解析：解析：选选AC.据据 FPv知，汽车加速，牵引力知，汽车加速，牵引力F 减小，减小，加速度减小，故汽车做加速度减小的加速运动，最后加速度减小，故
18、汽车做加速度减小的加速运动，最后匀速时，匀速时，Ff，最大速度，最大速度vmPFPf，A、C正确，正确，B、D错误错误三、能源的利用与开发三、能源的利用与开发1新能源分类新能源分类特特别别提提醒醒：目目前前，正正在在开开发发的的新新能能源源有有风风能能、海海洋洋能能、太太阳阳能能、地地热热能能、氢氢能能、生生物物质质能能及及聚聚变变核核能能等等新新能能源源多多为为可可再再生生能能源源，且且污污染染较较小小新新能能源源的的开开发发是是社社会会可可持持续续发发展展的一个主要课题的一个主要课题2常规能源和新能源的转化方式常规能源和新能源的转化方式3(单单选选)近近年年来来，我我国国许许多多城城市市禁禁止止汽汽车车使使用用含铅汽油，其主要原因是含铅汽油，其主要原因是()A提高汽油燃烧效率提高汽油燃烧效率B降低汽油成本降低汽油成本C避免铅污染大气避免铅污染大气D铅资源短缺铅资源短缺解解析析：选选C.空空气气中中铅铅含含量量超超标标，会会严严重重影影响响人人们的身体健康，故选们的身体健康，故选C.
